TW574439B - Ultrasonically-enhanced electroplating apparatus and methods - Google Patents

Description

0) 0)574439 玫、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 發明之技術領域 本發明係與電鐘技術領域有關。更明確言之，本發明是 提供超音波加強式電鍵裝置及方法。 發明之背景說明 對一深洞，通道，或其他高縱橫比結構進行電鍍處理， 會導致一些挑戰性問題。在執行高縱橫比結構之電鍍處理 作業期間，質量移轉及電化學處理作業可能會產生不利的 影響，特別是在該結構之最深點處。例如，於電鍍過程中 產生之氣泡可能難以從該高縱橫比結構中被釋放出來；金 屬離子可能會快速地在該結構中耗盡，且無法獲得適當補 充；並且不容易清除陰極附近不需要之各種分解產物。再 者，電鍍處理作業容易使洞口處或通道上緣處之澱積層變 得更厚，因而對高縱橫比之電鍍作業造成重大影響。所有 此等因素可能構成電鍍處理之瑕疵。 至目前為止，業界已開發出多種不同的高縱橫比結.構之 電鍍技術。在一些 LIGA (Lithographie，Galvanoformung and Abformung)電鍍處理作業中，均係以傳統電鐘程序執行高 縱橫比結構之電鍍處理，但電鍍速率較慢。而且該電鍍作 業通常都是在相當小的物體上進行（例如晶圓）。一般都認 為，傳統式電鍍技術既麻煩又費時。高縱橫比結構之電鍍 作業係使用一種特別設計之儀器執行（參考依據：Ariel G. Schrodt及Nick N. Issaev二人於1997年6月在美國威斯康辛州

574439 (2) 麥迪森市HARMST 1997全球LIGA技術論壇，「摘要篇」所發 表之「加強式微電子形成技術及自動化微電子形成工作站」 論文）。在此種方法中’零件是在使用真空及熱效遞增的 情況下被施以電鍍處理。雖然可到達高速電鍍目的，但僅 可利用昂貴之儀具對較小範圍進行電鍵處理。另一電鍍高 縱橫比結構之方法，係用以填補深度及寬度小於1公忽（1 micron)之凹陷部份（參閱美國第5,705,230號專利）。 超音波能量已被廣泛應用在電鍍處理技術中，多係被用 作清潔助劑。但是，美國第5,705,230號專利則在電鍍一淺 凹陷部份時採用超音波能量。美國第4,842,699號專利則在 電鍍管道洞孔時使用超音波能量，以確保可將足夠的電解 質運入管道洞孔内。美國第5,695,621號專利係揭露一種方 法，當電鍍蒸汽發電機管道内部表面時使用諧振式電鍍陽 極。德國第2,313,605號專利係揭露一種使用超音波能量執 行鍍鉻處理作業，以促進氣泡之釋放。日本第1 294 888號 專利所介紹的方法是將一超音波震動器放入一杯狀物内 以提高氣泡釋放率。曰本第5 1 138538號專利所揭露的方法 ’是利用超音波電鍍一印刷電路板。 雖然超音波能量提高質量移轉及消除電鍍過程中產生 的氣泡，但也對電鍍處理作業有不利的影響。在一電冶處 理作業中，於電冶處理時因不當地曝露在超音波能量中， 即可能增加電冶處理後零件内部之殘渣應力。電鍍作業時 使用超音波能量可能導致殿積物質和基板之間發生黏著 現象’特別是在使用聚合體時更是顯著。 574439(3) 大多數電鍍處理作業是在裝有電鍍溶液之電鍍槽内執 行。在一電鍍槽内使用超音波能量之另一問題乃是…能量 在槽内之分佈狀況，尤其是在陰極上著，並不均勻。由於 超音波能量轉換器係固定裝設在電鍍槽内之側壁或底部 上，而且超音波能量之衰減隨著距離遠近而有不同的變化 ，因而在陰極上會發生能量分怖不均勾之現象。此一問題 在電鍍大面積表面時，由於較大零件表面上能量分佈的變 化升高，而變得更為嚴重。 發明之概述 本發明係提供利用超音波能量增強電鍍處理效果之各 種電鍍方法和系統。此等電鍍方法，包括在陽極和陰極之 間放置一超音波能量源，利用含有一最大超音波能量密度 區之超音波能量清掃出一片電鍍表面。因而，該電鍍表面 之每一部份於電鍍過程中分別接受不同程度之超音波能 量，並由該電鍍表面接受最大的超音波能量密度。 本發明的裝置和方法，於需受電鍍之電鍍表面上包括一 或多個空腔時更能發揮其優點。倘若該等空腔，不論是穿 透陰極之各洞孔，抑或是在該陰極一側表面上所形成之凹 井，都具有較高之縱橫比，就很難在該等空腔中執行電鍍 操作。在某些情況下，可將超音波能量之傳導軸（亦即， 該超音波的運行方向）對準該等空腔，俾可使超音波能量 能通過該等空腔全部，從而增強對該等空腔最内側部份之 電鍍效果。 本發明所提供方法和系統之另一潛在優點，乃是增強電 574439 - ⑷ 發明說齊續頁 V / Ά 鍍效果所需要之超音波能量可予降低。超音波能量需要量 可降低之原因乃是，在利用超音波能量清掃該電鍍表面時 ，該受電鍍處理之表面上每一部份均係直接曝露在超音波 能量密度最高之範圍内也。 本發明另一優點乃是，以超音波能量清掃該電鍍表面可 減少與使用超音波能量有關所發生的某些問題，例如以上 在背景說明中所提及之殘餘應力及黏著等問題。此外，就 超音波拂掠清掃之性質而言，即可更改善受電鍍材料之電 鍵均勻性。 本發明所提供方法和系統之另一優點乃是，當超音波能 量源之移動可減少或防止因在陽極和陰極之間定置構件 而引發之相關隔離及遮罩等問題之同時，超音波能量是直 接衝擊在該電鍍表面上。在那些於電鍍處理過程中利用超 音波能量在陽極及陰極間移動操作之系統中，以移動超音 波能量源的方式對陰極提供間歇性隔離之方式應可提供 和脈衝電鍍處理方法（操作期間特意改變電流密度）所提 供之相同電鍍作業優點。 本發明雖然在對具有高縱橫比之空腔進行電鍍處理時 會提供一些優點，但是，利用超音波能量對任何表面（不 論是否具有高縱橫比）進行電鍍處理時，也有很多優點。 除另有其他明確說明外，本發明並不僅限用於執行對高縱 橫比之空腔電鍍技術。π 就一方面而言，本發明係提供一種電鍍方法，包括提供 一盛有一種電鍍溶液之電鍍槽；在該電鍍溶液内提供一陽 574439 ,_ (5) 發喝說明續頁 極和一陰極，其中之陰極上有一電鍍表面；在該陽極和該 陰極上電鍍表面之間直接放置一超音波能源；對於該陰極 之電鍍表面進行電鍍處理；並於電鍍處理過程中，利用超 音波能源放射出來之超音波能量清掃該電鍍表面，其中之 清掃操作包括將一具有最大超音波能量密度之區域在該 電鍍表面上往復移動執行清掃作業。 就另一方面而了，本發明係提供一種電鍵處理方法，包 括提供一盛有一電鍍溶液之電鍍槽；在該電鍍溶液内提供 一陽極和一陰極，其中之陰極上有一電鍍平面，其上有許 多空腔，且每一空腔各有一中軸和一至少為1: 1或成高縱 橫比；對該電鍍表面執行電鍍處理；在該陽極和該陰極之 電鍍表面之間直接放置一超音波能源，其中由該超音波能 源放射之超音波能量具有一傳導軸；並利用該超音波能源 發射之超音波能量清掃該電鍍表面。 上述之清掃處理操作包括：將一含有最大超音波能量密 度之區域在該電鍍表面上往復執行清掃動作；於該超音波 能源放射超音波能量時，使該電鍍平面和該超音波能源做 彼此相對關係之移動；並使該超音波能量之傳導軸對準該 等多個空腔中之每一空腔之中軸。 另一方面，本發明係提供一種電鍍裝置。包括一個含有 一槽體空間之鍍槽；該槽體空間内放置一陽極和一陰極； 其中之陰極電鍍表面，有一超音波能源也被放置在該槽體 空間内；該超音波能源係直接放置在該陽極和該陰極之間 ，並對準該電鍍表面放射超音波能量；且在該超音波能源 -10- 574439

和該陰極之間設有轉動裝置，於該超音波能源和該陰極被 放置在該槽體空間内時，在該超音波能源和該陰極之間提 供超音波能量。 本發明如上及其他特性和優點可參閱各圖所示具體實 例提供本發明方法和系統之詳細說明。 附圖之簡略說明 圖1所示係本發明所揭示一種電鍍系統之俯視圖。 圖2所示係圖1所示系統之側視圖。 圖3所示係圖1所示系統取出陽極3 0後之正面圖。 圖4所TF係另'一電鐘系統之7F意圖。 圖5所示係說明一電鍍表面，其上有一片以虛線表示之 超音波能f取大歡度區。 圖6所示係圖5之另一表示法，其中之超音波能量最大密 度區面積大於該電鍍表面的面積。 圖7所示係本發明所揭之另一電鍍系統，其中之超音波 能量拂掠動作係以旋轉方式為之，本圖係沿旋轉軸之橫向 繪成。 圖8所示係沿圖7系統中以線條8 - 8所示部份之正面圖。 圖9所示係說明該超音波能量傳導軸和各空腔中軸二者 之間的相對關係圖。 發明之詳細說明 圖1和圖2所示為本發明之一種說明用電鍍系統。讀者應 瞭解，該系統僅供說明參考之用。任何人均可設計出許多 不同的系統，用以提供本發明所揭露利用超音波能量在一 • 11 - (7) (7)574439 I鍍處理的表面上以一片超音波能 ^――― 域面積勃4 I绐度取大怎區 4貝執仃操作之功能。 雖然9在執行本發明有關之「清掃 動，I V U弗掠）」或「相對移 以連續操作方式為之(亦即，丨述超音波能量最大 亦=之移動速度僅於其移動方向改變時到達零)，讀者 η心瞭解，琢項移動操作以一 ,、 從逆步執行之方式為之 ’亦即在各個分離的移動動作之間設定一些固定暫停時間 。但是，在超音波增強式電鍍操作期間内，最好能將任一 段固定暫停時間設定在不超過全部電鍍時間之5%為限。 本節說明之系統包括一電鍍槽10，槽内含有一陰極2〇 和一陽極30。該電鍍槽1〇也設有一超音波能量源（4〇),係 汉置在該陰極2 〇和該陽極3 〇之間。該系統最好也包括一移 動裝置5 0，詳如以下說明。 圖1所示係沿著該陰極2 〇和該陽極3 〇頂邊一側之該電鍍 槽1 0的俯視圖。圖1中也可自到該超音波能量源4 〇的頂端 ，係位於沿著電鍍槽1 〇各側壁頂邊之方位上。圖2所示係 表示陰極2 0，陽極3 0和超音波能源4 0各侧邊之側視圖。圖鲁 3所示係將該電鍍槽1 〇和該陽極3 〇略除後該系之正面圖， 以顯示該超音波能源4 0和陰極2 0間之關係位置。 圖1-3中也有一移動裝置50。如以下之說明’該移動裝 置50的功能是將該超音波能量源40在該陰極20上方移動 、 。大多數該一移動裝置50最好是設置在該電艘槽10内任何 電鍍溶液的外面。 該移動裝置50於電鍍作業期間内最好能在陰極20的電 -12- 574439

鍍表面22上方來回往復移動超音波能源4〇。熟諳本技術領 域之人士可利用任何單一機械或多種機械設計提供所需 要往復式動作。例如但不限於凸輪及從動件之機械結構， 滾珠逆向動作機械結構等是。 此外，雖然在以上說明中，所描緣的移動装置5 0係以該 超音波能源4 0為移動件，而該陰極2 〇為/固定件，但，在 设计其他系統時，也可將該超音波能源4 〇設計成一固毛件 ，並將該陰極2 0設計成一可移動件。且在另一種設計中， 可將該陰極20和該超音波能源40都設計成活動件（同時移鲁 動或在不同時間上移動）。 該電鍍槽1 0可設計成任何可用之形狀及（或）結構型態 。例如，其上端開口端為長方形，另三個側壁則設計成上 下垂直狀。其中第四面側壁可與垂直軸之間另一相關之角 度關係，以改善對該陰極結構2 0上所附著且放置在該面有 斜度側壁上之基板的電鍍效果。因為電鍍槽之各種結構已 為業界熟知，故不再贊述。 在該電鍍槽10上可附加適當之泵浦和液體儲存器以提_ 供所需要的電鍍溶液循環設施。有時，也需要在該電鍍槽 1 0内加填新的電鍍溶液，並將用過的溶液於電鍍處理作業 中自電鍍槽10内排出。 陰極20是設置在電鍍槽1〇内並於電鍍處理過程中沈潜 在電鍍溶液中。該陰極2〇包括或劃定需要接受電鍍處理之 一片電鍍表面22。通常，該陰極20係以一基板或物體之形 式提供，並可於完成電鍍處理後從該系統中取出。 -13- 574439

如果接受本發明方法處理之陰極係以不具足夠導電特 性之某種或多種材料製成，也 < 在該目標表面22上提供一 導電薄層。可利用任何可適用之技術，例如：噴濺，化學 蒸汽澱積，鏡射反應，無電式鍍法等技術。 該電鍍槽10内也有一陽極3〇,於執行電鍍處理時沈入電 鍍溶液中。該陽極30形狀可設計成一金屬平板狀或含有金 屬球或托板狀即可。有時，可利用袋狀陽極，以減少或防 止陽極殘渣漏入電鍍溶液中。此外，也可使用一陽極隔離 罩，改善電流之分佈。 如上所述。該系統之各種組件大多數都是傳統形狀或大 小之組件。但，依據本發明設計，該系統亦可包括直接位 於陰極20和陽極30之超音波能量源4〇。此處所稱「直接位 於......之間」一詞係指將一超音波能源40嵌在陰極20和陽 極30足間’俾可使該陽極3〇投射在陰極2〇上之視線投影被 該超音波能源4 0遮住。 在一標準電鍍系統中，直接位於陰極2 0和陽極3 0之間的 障礙物，因為陰影和其他效應的影響，會導致電鍍不均勻 現象。因此’現有各種電鍍系統及方法均避免在陰極2〇 和％極3 0之間添加障礙物。相反地，本發明則可將超音波 能源40直接設置在陰極2〇和陽極3〇之間。不過，在電鍍過 程中’藉由該超音波能源4 〇之移動，即可降低陰極2 〇和陽 極3 0之間有阻礙物所產生之負面效果，因此，由超音波能 源40在陰極20上所形成任何遮蔽效應，不會導致電鍍結果 不均勻的現象。 -14- 574439

超音波能源40在系統中裝設的方式係使該超音波能源 40放射之超音波能量朝向陰極20上之電鍍表面22。衝擊在 該電鍍表面22上的超音波能量最好，但並非必要，能沿著 相當於該超音波能源40延伸的方向做相對的均勻分佈，例 如圖3中之d 1。為達成此一目的，最好使該超音波能源4 0 沿著一個方向（d!)延伸橫越在該陰極20的電鍍表面22上方 。所裝設之超音波能量源40，其形狀可能簡單的長形轉換 器，或是沿著一軸向所裝設之一個轉換器陣列裝置。 雖然該超音波能量源4 0最好是沿著一個方向（例如，d i) 橫越在該陰極20的電鍍表面22上方，最好在第二個方向（如 圖3内之d2)上的寬度比該陰極20上電鍍表面22的寬度更 狹窄。該第二方向d2最好是與第一方向di成正交關係，如 圖3所示。 參閱圖4，其中之超音波能源40係朝一端放射能量，通 常，該超音波能源40係朝著該電鍍表面22的方向放射超音 波能量，如圖4中之波形43所示。當該等能量波形衝擊在 該電鍍表面上時，即劃定一片最大超音波能量密度區，通 常，相當於該超音波能量源40和該陰極20上電鍍表面22 之間的最短距離。圖4中包括一塊示範性超音波能量密度 最大區域44。 理論上言，一般認為，電鍍表面22上僅有一極小部份會 受到絕對最大超音波最大能量密度（亦即在任何指定時間 點上投射到電鍍表面22上的最高超音波能量密度）之掃射 。但就本發明目的而言，「最大超音波能量密度區」一詞 -15- 574439 (11) 則可定義為··例如，在該電鍵表面2 2上受到至少9 5 %以上 之絕對最大能量密度掃射之範圍（區）。 圖5所示簡圖係說明在一電鍍表面i 22上以虛線所示之 一個最大超音波能量密度區144。依據本發明，該最大能 量密度區144在電鍍處理過程中，至少可在該電鍍表面122 上沿循圖中以雙箭頭S所指方向拂掠兩次，以使該電鍍表 面122上之任一特選定點在電鍍處理過程中至少會在最大 超音波能量密度範圍内曝露兩次。 在圖5所示之系統或方法中，該最大超音波能量密度區 144至少在某空間範圍内小於該電鍍表面122，但在圖6中 則顯示一不同的現象，亦即，在所有空間範圍内，該最大 超音波能量區係大於該電鍵平面222之範圍。因而’依據 本發明所揭露執行該最大超音波能量密度區2 4 4之拂掠操 作時，必須能使該密度區域244與該電鍍表面222之間進行 相對移動之操作，俾使電鍍表面222之某一部位於該密度 區2 4 4的範圍之外，如圖6所示。 圖7及圖8所示係本發明系統及方法之另一不同設計組 態’其中之陰極320上之電鍍表面3 22被放置在一電鍍槽 3 10内之期間内，係圍繞一旋轉軸323旋轉。在該電鍍槽31〇 之陽極3 3 0和電鍵表面322之間有一超音波能量源34〇。陰 極圍繞該旋轉軸323之旋轉動作（藉助於任何適用之旋轉 機件）’彳使該最大超音波能量區以旋轉方式在該電鍍表 面322上方進行清掃動作。依據本發明之方法，最好可利 用陰極32〇之旋轉使電錄表面322之每—部份至少能在該 -16 - (12)574439 超音波能源340之正前方通過兩次， 此田n Λ广 徒供本發明方法 所設計之超音波犯f 340彺復拂 J W 在以上說明中雖 然敘明陰極320之移動動作，但讀者廄膝初 項宥應瞭解，在實行本發 明時，可設計成只以超音波能源340移動， " 夕勒而將陰極保持 在固定不變之位置上，另—方式則可設_ 又冲成超骨波能源 3 40和陰極320同時或在不同時間上進行移動動作。 凹 圖9所示係説明本發明系統與方法之另一光學特性。其 中之陰極420上有一電鐘表面422(圖9中僅示該表面之一 部份）。該電鍍表面422包括一個穿透洞孔460形狀之空腔 ，亦即一個穿透該陰極420义空洞。圖9中另有一個形如一 井之空腔470，但此一空腔47〇並不像前述穿透洞孔46〇 一樣的完全穿透該陰極42〇。 每一空腔，亦即該穿透洞孔460和該凹井470，各有一個 貫穿各該空腔之中軸461和471。此外，每—空腔各有其自 身之縱橫比，亦即該空腔沿其中轴之深度和該空腔寬度之 間的比率（其中之寬度係在該空腔深度中點部份所量得之 橫向尺碼在本發明之陰極上電鍵表面上所形成的各空 腔各自有一高縱橫比（d :认），亦即在1 : 1以上之縱橫比。 就本發明目的言，該穿透洞孔(或稱「通孔」）46〇的深 度通常即為該陰極42〇的厚度。圖中之各中軸461及47丨雖 然是與該一大體上平坦的電鍍表面422相互垂直，但，讀 者應知，在砮千情況下，各空腔的中軸也可與該電鍍表面 422不呈正交之關係，亦即，該等中軸可設定成與法線之 間 有斜角之相對關係 -17- 574439 〇3) v v v 發吸說姆:頁 人'、二 ' 圖9中之超音波能源440係在放射波形的超音波能量，並 繪出該等超音波能量之傳導軸445。雖然圖中只有繪出數 條傳導軸，但，僅供參考而已。 在本發明中最好至少將該超音波能量源440所放射超音 波能量之一個傳導軸對準陰極420中每一空腔之中軸。將 各傳導軸對準各空腔中軸之方法，可因送入各空腔最深部 位之超音波能量加強而增強電鍍處理之效果。 依據本發明之方法，該超音波能源之操作電力強度，可 能會視各種不同因素之變化而有相對應之變化，該等因素 包括但不限於：電鍍在該陰極上的材料，陰極之大小形狀 ，希望電鍍層之厚度，在該電鍍表面内之任一空腔的縱橫 比，電鍍層是否均勻，電鍍溶液之成份，以及該陽極和該 陰極之間的電鍍電流之密度等。 由於超音波能量之拂掠性質，該超音波能量之密度可能 遠低於例如清洗處理作業或傳統式超音波增強電鍍處理 作業（此種電鍍處理中所使用之超音波能量並不拂掠整個 電鍍表面）中通常所使用之超音波能量密度。例如，電鍍 處理時所使用之能量密度可能只有執行清洗處理時所使 用超音波能量密度之10 %，因為，電鍍處理並不需要將電 鐘槽内之電鏡溶液抽空之故也。 雖然本發明係以提供利用超音波能量增強電鍍效果之 方法，最好在執行該電鍍處理期間僅在其中之部份時段内 將超音波能量提供在電鍍槽内。例如，在某一方法中，最 好可能是在電鍍處理初期尚未使用超音波能量之後的一 -18 - 574439 - (14) 曼f說想鮮： 段時間内以超音波能量在該電鍍表面上進行清掃操作。在 另一種方法中，也可在使用超音波能量在電鍍表面上進行 清掃操作之同時，先執行電鍍處理作業，並於隨後停止該 超音波能量之清掃操作，但仍在沒有超音波能量的情況下 繼續進行電鍍處理操作。在前述任一方法中，可在各階段 操作中將電鍍電流密度保持不變，或亦可依需要改善該電 鍍電流密度。 在另一方法中，也可在開始電鍍處理後尚無任何超音波 能量時，執行一些電鍍處理，隨後，在以超音波能量拂掠φ 該電鍍表面之同時執行電鍍處理，然後停止對該電鍍表面 提供超音波能量，但仍繼續執行對該電鍍表面之電鍍處理 作業。如上所述，在電鍍處理所有各階段内，可將電鍍電 流保持不變，或依需要變更該電流。 範例： 下列範例之提供旨在加強對本發明内容之深入暸解。並 無意限制本發明之適用範圍。 有一電鍍槽，其中裝有65加俞（約合246公升）之一種溶春 液。在該電鍍槽内放置一陰極，與水平線之間的相對角度 為45度，且其目標表面朝向方向。該陰極是一片裝設在玻 璃基質上的平坦聚醯亞氨基板；包括該電鍍表面内之若干 空腔。該等空腔之縱橫比大約為28 : 1。該電鍍表面在接 受電鍍處理之前，先以鏡射反應方式佈設一層導電層。 有一陽極是在一鈦質籃中以若干鎳粒狀之材料提供。在 該陽極上設有若干陽極帶。該陽極之佈設位置與該陰極平 -19- 574439 〇5) BMi 行。 有一超音波轉換器在鍍槽中被直接放置在該目標表面 和該陽極之間，且面對該陰極上之目標表面。該超音波轉 換器是一 CAE Ultrasonics公司（設址於美國、紐：約州Jamestown) ，製造之Model N-1000 (NEPTUNE系列產品），平均功率為350 瓦（3 50焦爾/秒），頻率為40千赫。 該超音波轉換器係裝設在一往復式活動裝置上。該活動 裝置係裝設在電鍍槽上方，於電鍍處理過程中使該超音波 轉換器在該陰極之電鍍表面上來回清掃。 ® 電鍍溶液是一種水性氨溶液，包括硫酸鎳5 0 0克/公升， 硼酸3 0克/公升，以及少量減低表面張力之物質或溶解 (McDermid生產之Barrett Snap L)用以該表面張力調整至29 達因 /cm2(利用一 Fisher Scientific SURFACE TENSIOMAT 21)。 該電鍍溶液的溫度為135°F (攝氏57° )。該電鍍溶液於電鍍 處理作業期間以每小時1 0次之速度在該電鍍槽内循環流 動。 所有組件就位後，即在未使用超音波能量之情況下，以® 1 ASF (0.108 A/dm2)密度之電流開始執行一小時之電鍍處理 ，隨後繼續執行電鍍操作，並同時以超音波能量清掃該電 鍍表面達24小時之後中斷超音波能量之提供。但電鍍處理 在停止超音波能量供應之後，仍須繼續執行24小時之久， 且其電流密度則改變為15 ASF (1.62 A/dm2)。 在電鍍處理過程中，超音波轉換器之操作電力強度大約 為35瓦（3 5 J/s)。該超音波轉換器於電鍍處理過程中係在該 -20- 574439 (16) Ί» 、.、、今·'s •'C · Α·\、 、 發明說明續頁 陰極之電鍍表面上方來回往復移動，每3 0秒鐘完成對該電 鍍表面之一個方向之拂掠操作。 依據本發明之處理方法，該電鍍表面上係鍍以鎳金屬， 以提供一高品質，固態結構，低應力，良好黏著性，及均 勻澱積效果之電鍍表面。 前述各種特定具體實例係用以說明本發明之原理。即使 缺少本說明書中未特別說明之任何元件或項目，亦可實行 本發明之方法。 熟諳本技術領域者應可瞭解，在不偏離本發明適用範圍鲁 之原則下，可對本發明做各種不同的修改及變更設計。例 如，本說明書中，雖然僅使用一個超音波能源，但，在電 鍍過程中也可對該電鍍表面上以二或多個超音波能源，執 行拂掠操作。在另一範例中，電鍵表也可是一彎曲或非平 面之目標表面。重要的是本發明之實行並非侷限於本說明 書列舉之具體實例。

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Claims (1)

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   一請專利範圍 1. 一種電鍍方法，包括： 提供一個含有一種電鍍溶液之電鍍槽； 在該電鍍溶液内提供一陽極和一陰極，其中之陰 含有一電鍍表面； 將一超音波能源直接放置在該陽極和該陰極上電 表面之間； 對該陰極上之電鍍表面執行電鍍處理；及 利用該超音波能源放射之超音波能量於電鍍處理 程中清掃該電鍍表面，其中之清掃操作包括使含有 大超音波能量密度之區域在該電鍍表面上方跨越移動 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中之電鍍表面至少 有一個空腔，該空腔有一中軸，且該超音波能量也 有一傳導軸；其中之方法包括將該傳導軸對準該中軸| 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中之至少一個空腔 縱橫比至少為1 : 1。 4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中之至少一個空腔 含一個以穿透該陰極的方式所形成之洞孔。 5. 如申請專利範圍第2項之方法，其中之至少一個空腔 含在該電鍍表面上形成之凹井。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中利用超音波能量 掃該電鍍表面之操作包括對該電鍍表面至少執行兩 清掃操作。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中利用該超音波能 極 鍍 過 最 〇 含 含 之 包 包 清 次 量 -22- 574439 事爾纖麵 清掃該電鍵表面之操作包括使該電鍍表面與該超音波 能源彼此做相對之移動。 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中對該電鍍表面執行 電鍍之操作包括在未使用該超音波能量源放射之能量 之前，先以一第一電流密度執行該電鐘操作，隨後， 於使用超音波能量清掃該電鍍表面之同時，再以一第 二電流密度對該電鍍表面執行電鍍處理操作。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中之第一電流密度與 第二電流密度並不相等。 ® 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中對該電鍍表面執行 電鍍處理之操作包括在利用超音波能量對電鍍表面執 行清掃處理過程中，先以一第一電流密度執行對該電 鍍表面之電鍍處理，隨後，在沒有使用該超音波能源 放射之超音波能望*時’繼續執行電鍵處理。 11. 如申請專利範圍第1 0項之方法，其中之第一電流密度 與第二電流密度並不相等。 12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中對該電鍍表面執行® 之電鍍處理操作，包括： 在並未利用該超音波能源所放射超音波能量之前， 以一第一電流密度所執行之電鍍處理操作； 於利用超音波能量清掃該電鍍表面之同時，以一第 二電流密度執行之電鍍處理操作； 停止對該電鍍表面提供超音波能量； 於停止對該電鍍表面提供超音波能量之後，以一第 -23- 574439 wwmwmw： 三電流密度執行電鍍處理操作。 13. 如申請專利範圍第1 2項之方法，其中之第一電流密度 ，第二電流密度，和第三電流密度各不相同。 14. 一種電鍍方法，包括： 提供一個裝有一電鍵溶液之電鍍槽； 在該電鍍溶液内提供一陽極和一陰極，其中之陰極 包含一電鍵表面，其上有多個空腔，其中之每一空腔 各含有一中軸及一至少為1 : 1以上之縱橫比； 對該陰極之電鍍表面進行電鍍處理； · 將一超音波能源直接放置於該陽極和該陰極上電鍍 表面之間，其中由該超音波能源放射之超音波能源具 有一傳導軸； 於電鍍處理過程中，利用該超音波能源放射之超音 波能量清掃該電鍍表面，其中之清掃操作包括將一含 有最大超音波能量密度之區域以最大超音波能量在該 電鍍表面上方進行跨越拂掠移動，· 其中利用超音波能量清掃該電鍍表面之操作包括在· 該超音波能源放射超音波能量之期間内使該電鍍表面 與該超音波能源之間彼此做相對移動之動作；及 其中之清掃操作，包括將該超音波能量之傳導軸對 準上述多個空腔中每一空腔之中軸的操作。 15. 如申請專利範圍第1 4項之方法，其中對該電鍍表面執 行電鍍處理之操作包括在未使用該超音波能量源所放 射超音波能量時，以一第一電流密度對該電鍍表面進 行電鍍處理，隨後於利用超音波能量清掃該電鍍表面 -24- 574439 之過程中 處理。 16. 如申請專 與第二電 17. 如申請專 行電鍍處 同時，先 理，隨後 一第二電 18. 如申請專 與第二電 19. 如申請專 行之電鍍 ，以一第二電流密度對該電鍍表面執行電鍍 利範圍第1 5項之方法，其中之第一電流密度 流密度並不相等。 利範圍第1 4項之方法，其中對該電鍍表面執 理包括於使用超音波能量清掃該電鍍表面之 以一第一電流密度對該電鍍表面執行電鍍處 ，在該超音波能源未放射超音波能量時，以 流密度對該電鍍表面執行電鍍處理操作。 利範圍第1 7項之方法，其中之第一電流密度 流密度並不相等。 利範圍第1 4項之方法，其中對該電鍍表面執 處理操作包括： 在未使用該超音波能源所放射超音波能量時，以一 第一電流密度執行電鍍處理操作； 於利用超音波能量清掃該電鍵表面之同時，以一第 二電流密度對該電鍍表面執行電鍍操作； 停止對該電鍍表面提供超音波能量； 於停止對該電鍍表面提供超音波能量之後，以一第 三電流密度執行電鍍處理操作。 20. 如申請專利範圍第1 9項之方法，其中之第一電流密度 ，第二電流密度，和第三電流密度各不相同。 21. —種電鍍裝置，包括： 裝有一定容量電鏡溶液之電鍍槽； 位於該電鍍溶液中之一個陽極； -25- 574439 申請專買： 位於該電鍍溶液中之一個陰極，該陰極含有一電鍍 表面； 位於該電鍍槽溶液中之一個超音波能源，該超音波 能源係被直接設置於該陽極和該陰極之間，並被調準 可對該電鍍表面放射超音波能量之方位上；及 移動裝置，當該超音波能源和該陰極被放置在該電 鍍槽溶液中時，提供二者之間的相對移動動作。 22. 如申請專利範圍第2 1項之電鍍裝置，其中之移動裝置包 括一往復式移動裝置，可使該超音波能源與該陰極二φ 者以往復方式進行相對移動動作。 23. 如申請專利範圍第2 1項之電鍍裝置，其中之移動裝置包 括一往復式移動裝置，於操作時，附著在該超音波能 源上，使該超音波能源在電鍍槽溶液中進行往復式移 動。 24. 如申請專利範圍第2 1項之電鍍裝置，其中之移動裝置包 括一往復式移動裝置，於操作時，附著在該陰極上， 使該陰極在電鍍溶液中進行往復式移動。 · 25. 如申請專利範圍第2 1項之電鍍裝置，其中之移動裝置包 括旋轉式移動裝置，可使該陰極圍繞一旋轉軸進行旋 轉動作。 26. 如申請專利範圍第2 1項之電鍍裝置，其中之移動裝置包 括旋轉式移動裝置，可使該超音波能源圍繞一旋轉軸 進行旋轉動作。 -26-